JP2019154482A - 疲労度推定方法、疲労度推定装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
心拍間隔は、自律神経の影響を受けて変動する。心拍変動の分析により、自律神経機能の評価が行われる。
心拍変動の分析には、LF(Low Frequency)/HF(Hi Frequency)などの周波数領域の指標や、CVRR(心電位のR波と1つ前のR波の間隔であるR−R間隔の変動係数、Coefficient of variation of R-R interval)、RR50などの時間領域の指標が用いられる。
しかし、周波数領域での分析は、一般に確度が安定しておらず、相当程度にコントロールされた環境下でのデータでなければ、はっきりとした傾向を掴み難いのが実情である。また、時間領域の分析においても、CVRRなどは、例えば体動等によるアーチファクトの混入の影響を受け易いという欠点がある。
また、本発明の疲労度推定方法の1構成例において、前記一定拍数は、6乃至9のいずれかである。
また、本発明の疲労度推定方法の1構成例は、さらに、前記第3のステップと前記第4のステップとの間に、疲労度推定の対象期間において前記R−R間隔の差の絶対値が一定値を超えた割合を算出する第5のステップを含み、前記第4のステップは、前記割合に基づいて前記対象者の疲労度を推定するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の疲労度推定方法の1構成例において、前記第4のステップは、前記割合が閾値以下の場合、前記対象者の疲労度が大きいと推定し、前記割合が前記閾値を超える場合、前記対象者の疲労度が小さいと推定するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の疲労度推定プログラムは、対象者の心電図波形からR波を検出する第1のステップと、この第1のステップで検出したR波と1つ前のR波の時間間隔であるR−R間隔を算出する第2のステップと、一定拍数離れた前記R−R間隔の差を算出する第3のステップと、前記R−R間隔の差に基づいて前記対象者の疲労度を推定する第4のステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とするものである。
図1、図2は、それぞれ図11、図12のR−R間隔の時系列データの、隣り合ったR−R間隔の差をプロットしたものである。図1の例では、呼吸性心拍変動の影響がみられる一方、図2の例では、ほぼ平滑な特性となっている。図1では、心拍変動による値のばらつきはあるものの、R−R間隔の差の絶対値が50msを超えるものはほとんどない。この図1の元となった図11のR−R間隔の時系列データは、休憩中の登山者のデータで、心拍数が90bpm前後であり、一呼吸の間の拍数が多いため、隣り合ったR−R間隔の差の絶対値が50msを超えることはほぼない。したがって、図1(図11)、図2(図12)のいずれの例でもRR50の値は極めて小さいものとなり、差が出ない。
一方、図11のR−R間隔の時系列データから計算した場合、R−R間隔の差の絶対値が50msを超える割合は、拍数Nの増加と共に著しく上昇し、拍数Nが6乃至9のときに20%程度となって概ねピークの値に達し、それ以降は下降している。さらに、R−R間隔の差の絶対値が50msを超える割合は、下降後に再び上昇に転じている。この上昇は、次の呼吸に伴うR−R間隔の変動を反映しているものの、時間がより経過している分、呼吸以外の変動要素も含まれる可能性がある。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図6は本発明の実施例に係る疲労度推定装置の構成を示すブロック図である。疲労度推定装置は、ECG(Electrocardiogram、心電図)波形のサンプリングデータ列を出力する心電計1と、ECG波形のサンプリングデータ列とサンプリング時刻の情報とを記憶する記憶部2と、ECG波形のサンプリングデータ列の中からR波を検出するR波検出部3と、R波の時刻の時系列データからR−R間隔を算出するR−R間隔算出部4と、一定拍数離れたR−R間隔の差をR−R間隔毎に算出する差分算出部5と、疲労度推定の対象期間においてR−R間隔の差の絶対値が一定値を超えた割合を算出する割合算出部6と、算出された割合に基づいて対象者の疲労度を推定する疲労度推定部7と、推定結果を出力する推定結果出力部8とを備えている。
R波検出部3は、記憶部2に格納されたECG波形のサンプリングデータ列D(i)の中から、R波を検出する(図7ステップS101)。
Y(i)=−{D(i+1)−D(i−1)} ・・・(1)
減算処理部51は、FIFOバッファ50の出力値aから最大値Mを引いた減算値b=a−Mをサンプリング時刻毎に算出する(図9ステップS8)。この減算処理部51によって算出された減算値bは記憶部60に格納される。
c(i)=b(i)−b(i−1) ・・・(2)
d(i)=c(i)+c(i−1)+c(i−2)+・・・・+c(i−N−1)
・・・(3)
なお、以上のR波検出方法は1例であって、他の方法でR波を検出してもよい。
Dif=Inew−Iold ・・・(4)
r=n/nall×100[%] ・・・(5)
Claims (8)
- 対象者の心電図波形からR波を検出する第1のステップと、
この第1のステップで検出したR波と1つ前のR波の時間間隔であるR−R間隔を算出する第2のステップと、
一定拍数離れた前記R−R間隔の差を算出する第3のステップと、
前記R−R間隔の差に基づいて前記対象者の疲労度を推定する第4のステップとを含むことを特徴とする疲労度推定方法。 - 請求項1記載の疲労度推定方法において、
前記一定拍数は、6乃至9のいずれかであることを特徴とする疲労度推定方法。 - 請求項1または2記載の疲労度推定方法において、
さらに、前記第3のステップと前記第4のステップとの間に、疲労度推定の対象期間において前記R−R間隔の差の絶対値が一定値を超えた割合を算出する第5のステップを含み、
前記第4のステップは、前記割合に基づいて前記対象者の疲労度を推定するステップを含むことを特徴とする疲労度推定方法。 - 請求項3記載の疲労度推定方法において、
前記第4のステップは、前記割合が閾値以下の場合、前記対象者の疲労度が大きいと推定し、前記割合が前記閾値を超える場合、前記対象者の疲労度が小さいと推定するステップを含むことを特徴とする疲労度推定方法。 - 対象者の心電図波形からR波を検出するR波検出部と、
このR波検出部によって検出されたR波と1つ前のR波の時間間隔であるR−R間隔を算出するR−R間隔算出部と、
一定拍数離れた前記R−R間隔の差を算出する差分算出部と、
前記R−R間隔の差に基づいて前記対象者の疲労度を推定する疲労度推定部とを備えることを特徴とする疲労度推定装置。 - 請求項5記載の疲労度推定装置において、
前記一定拍数は、6乃至9のいずれかであることを特徴とする疲労度推定装置。 - 請求項5または6記載の疲労度推定装置において、
さらに、疲労度推定の対象期間において前記R−R間隔の差の絶対値が一定値を超えた割合を算出する割合算出部を備え、
前記疲労度推定部は、前記割合に基づいて前記対象者の疲労度を推定することを特徴とする疲労度推定装置。 - 対象者の心電図波形からR波を検出する第1のステップと、
この第1のステップで検出したR波と1つ前のR波の時間間隔であるR−R間隔を算出する第2のステップと、
一定拍数離れた前記R−R間隔の差を算出する第3のステップと、
前記R−R間隔の差に基づいて前記対象者の疲労度を推定する第4のステップとを、コンピュータに実行させることを特徴とする疲労度推定プログラム。
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